Aktivacijska energija je minimalna energija za nastanak kemijske reakcije, odnosno jedna je od određujući čimbenici za pojavu reakcije, zajedno s povoljnim kontaktom i sudarom između molekula reaktanata.
Povoljan model sudara između reaktanata reakcije
Kada dođe do kontakta i sudara između molekula reaktanta, nastaje međuprodukt (prije stvaranja proizvoda), koji se naziva aktivirani kompleks. Ovaj kompleks predstavlja skup svih atoma reaktanata.
Prikaz aktiviranog kompleksa
Međutim, vrijeme stvaranja aktiviranog kompleksa pokazuje hoće li jedna kemijska reakcija biti brža ili sporija od druge. Dakle, povoljan sudar, u kombinaciji s energija aktivacije, je presudan za brzinu reakcije.
Treba imati na umu da energija aktivacije ne prestaje sve dok se aktivirani kompleks ne formira.
Najčešći način za analizu energija aktivacije a aktivirani kompleks koristi graf koji prikazuje kao uzorak energiju ili entalpiju (u KJ ili Kcal) na osi y, reakcijski put (od reaktanata do proizvoda) na osi x i krivulja, kao što možemo vidjeti na slijediti:
Model standardnog grafa koji se koristi u kemijskoj kinetici
U ovom predlošku grafikona aktivirani kompleks dat je najvišom točkom krivulje (točka a sljedeće graf), a energija aktivacije je čitav put reaktanata do aktiviranog kompleksa (crvena strelica na grafički):
Provjera kompleksa i energije aktivacije na grafu
Da bi se utvrdila vrijednost energija aktivacije, onda samo oduzmi energiju reaktanata od energije aktiviranog kompleksa, kao u donjem matematičkom izrazu:
Jedite = Haktivirani kompleks - Hreagensi
Pretpostavimo, na primjer, da se odvija kemijska reakcija između reagensa AB i CD, za stvaranje proizvoda AD i CB, prema sljedećem grafikonu:
AB + CD → AD + CB
Grafikon reakcije nastanka AD i CB
Analizirajući ovaj graf, moramo:
Energija potrebna za stvaranje aktiviranog kompleksa je 30 Kcal, jer je to energija povezana s najvišom točkom krivulje;
THE energija aktivacije ove reakcije bio bi samo 10 Kcal, jer polazi od reaktanata koji imaju energiju od 20 Kcal i završava u aktiviranom kompleksu koji ima energiju od 30 Kcal, kao što je prikazano dolje:
Jedite = Haktivirani kompleks - Hreagensi
Jedite = 30 - 20
Jedite = 10 Kcal
Jedan od načina za ubrzanje kemijske reakcije, od onoga što smo vidjeli, jest smanjenje energija aktivacije, jer što je manji, brže će se stvoriti aktivirani kompleks i, shodno tome, brže će biti dobivanje proizvoda.
Da bi se smanjila energija aktivacije i tako ubrzala reakcija, alternativa je upotreba a katalizator, koja je kemijska tvar koja se mora dodati u reakcijski medij (reakcija), koji sudjeluje u stvaranju aktivirani kompleks, ali ne tvori nikakvu tvar u proizvodu, odnosno sakuplja se na kraju i može biti ponovno upotrijebljen.
Grafički, prisutnost katalizatora bilježi se povećanjem druge krivulje, kao što možemo vidjeti dolje:
Grafikon koji prikazuje krivulju s katalizatorom
Dakle, krivulja s katalizatorom (u crvenoj boji) ima novu energiju aktivacije (plava strelica) i novu vrijednost (x) energije za aktivirani kompleks, uvijek niža u odnosu na krivulju reakcije provedene bez prisutnosti katalizatora.
Ja, Diogo Lopes Dias
Izvor: Brazil škola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-energia-ativacao.htm